(57)【要約】【課題】  基板へのダメージを低減しつつ、基板表面の不要物を効率的に除去することのできる基板処理装置および方法を提供する。【解決手段】  スピンチャック１に略水平に保持された基板Ｗを回転させた状態で、基板裏面Ｗｂに対して摂氏７０度以上に加熱された純水（温水）を供給する一方で、基板表面Ｗｆに対して窒素が過飽和に溶解された純水を処理液として供給する。基板裏面Ｗｂに供給された温水により基板Ｗが昇温され、基板表面Ｗｆに接液する処理液から溶解させている窒素を泡として効率的に発生させることができる。これにより、基板表面Ｗｆのパーティクルを効率良く除去するとともに排出される。しかも、基板表面Ｗｆで直接に泡を発生させているので泡が成長することなく比較的小さな泡で基板Ｗを処理することができるので、基板Ｗへのダメージを低減することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に処理液を供給して前記基板に対して所定の処理を施す基板処理装置において、
基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズルと、
基板を加熱することで該基板に接液する処理液から泡を発生させる加熱手段と
を備えたことを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
処理液に気体を溶解させるとともに、該気体を溶解させた処理液を前記処理液ノズルに送給する気体溶解手段をさらに備え、
前記処理液ノズルは前記気体を溶解させた処理液を前記基板に供給する請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記気体溶解手段は処理液に気体を過飽和に溶解させる請求項２記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記処理液ノズルは前記基板の一方主面に前記処理液を供給するとともに、
前記加熱手段は前記基板の他方主面に対して高温流体を供給する流体供給ノズルを備え、前記流体供給ノズルから供給される前記高温流体によって前記基板を加熱する請求項１ないし３のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項５】
前記高温流体は摂氏７０度以上に加熱された純水である請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】
前記高温流体は摂氏１００度以上に加熱された硫酸である請求項４記載の基板処理装置。
【請求項７】
前記基板保持手段を回転させることで基板を回転させる基板回転手段をさらに備える請求項１ないし６のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記基板保持手段は前記基板の他方主面に対向可能な対向面を有し、
前記基板の他方主面と前記基板保持手段の対向面とで挟まれた他方主面側空間に前記流体供給ノズルから高温流体を供給することで前記他方主面側空間に前記高温流体を液密状態に溜める請求項４ないし７のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板の一方主面に対向可能な対向面を有し、該対向面を前記一方主面から離間対向された遮断部材をさらに備え、
前記基板の一方主面と前記遮断部材の対向面とで挟まれた一方主面側空間に前記処理液ノズルから処理液を供給することで前記一方主面側空間に前記処理液を液密状態に溜める請求項１ないし８のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
基板に処理液を供給して前記基板に対して所定の処理を施す基板処理方法において、
基板に処理液を供給する液供給工程と、
前記液供給工程の間、基板を加熱することで該基板に接液する処理液から泡を発生させる加熱工程と
を備えたことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１１】
処理液に気体を溶解させる気体溶解工程をさらに備え、
前記液供給工程は前記気体溶解工程で気体を溶解させた処理液を前記基板に供給する請求項１０記載の基板処理方法。
【請求項１２】
前記液供給工程において前記基板の一方主面に前記処理液を供給するとともに、
前記加熱工程は前記基板の他方主面に対して高温流体を供給することによって前記基板を加熱する請求項１０または１１記載の基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板等の各種基板に対して処理液を供給して洗浄処理などの所定の処理を施す基板処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から基板表面に付着したパーティクル等の不要物を除去するために、処理液に超音波による物理的な振動を付与して基板洗浄を行うメガソニック洗浄や、二流体ノズルによって処理液と気体とを混合して生成した処理液の液滴を基板に供給して洗浄を行う技術がある。それらの技術のひとつとして、処理液を基板に供給するとともに当該処理液に泡を混入させて洗浄等の処理を行う装置がある。例えば特許文献１に記載された装置では、オゾンガスの気泡を含む処理液によって基板上に形成された薄膜のエッチング処理後に残留する不要なレジスト膜などを除去している。
【０００３】
この装置は、基板を処理液に浸漬するバッチ式の基板処理装置であって、処理槽内に複数の基板を整列させて収容している。処理槽は内槽と外槽とを備えており、内槽には処理液（硫酸）が貯留され、溢れた処理液を外槽で回収している。そして、内槽の底部に気泡供給手段を配設することで、オゾンガスの気泡を処理液に混入させて処理液とともに該気泡を基板に作用させている。具体的には、気泡供給手段はオゾンガス発生装置に接続されており、該オゾンガス発生装置から供給されるオゾンガスを多数の細孔から噴出させることによって、処理液中にオゾンガスの気泡を多数混入させている。これにより、基板に被着された不要なレジスト膜などの除去能力を向上させている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３１９８８０号公報（第６−９頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したような泡を用いた不要物の除去処理においては、処理液に含まれる泡がパーティクル等の不要物を捕捉して除去するものと考えられている。したがって、基板表面に付着するパーティクル等の不要物の除去効率を高めるためには、基板表面に泡を効率良く供給することが必要とされる。
【０００６】
しかしながら、従来装置では、処理液中に多数の泡を発生させることができるものの、次のような理由により泡を効率良く基板表面に供給することができなかった。すなわち、処理槽（内槽）の底部から供給された、泡を含んだ処理液は上昇して配列した基板の間を通過してオーバーフローする。ここで、各基板の間を通過する処理液の流速は基板表面から離れるにしたがって速く、基板表面近傍ほど遅くなる。そのため、処理液中の泡の多数は基板表面から離れた箇所に集中して流れ、基板表面には泡がほとんど供給されない状態となっていた。その結果、基板表面の不要物を効率良く除去することができなかった。
【０００７】
また、基板に与えるダメージを抑制する観点からは、基板に接触する泡の大きさは小さい方が望ましい。しかしながら、従来装置では、処理槽（内槽）の底部に配設した気泡発生手段から発生させた泡を、該気泡発生手段から離れた基板に送り込んでいる。このため、発生した泡は時間の経過につれて成長して泡径が大きくなり、基板を大きく振動させて基板にダメージを与えるおそれがあった。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板へのダメージを低減しつつ、基板表面の不要物を効率的に除去することのできる基板処理装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
基板表面の不要物を除去するにあたり泡の作用としては、気体と液体（処理液）との界面にパーティクル等の不要物が集まり易い特性から次のように考えられる。すなわち、(1)基板上に付着するパーティクルを捕捉するとともに、泡に働く浮力でもって捕捉したパーティクルを基板から除去する作用と、(2)処理液の流れがある場合に、パーティクル自体が受ける力よりもパーティクルを捕捉した泡全体が受ける力の方が大きいことから、捕捉したパーティクルを効率良く基板外に排出する作用とが考えられる。
【００１０】
これら泡の作用を利用して基板表面のパーティクル等の不要物を除去するためには、上記したように基板表面に効率良く泡を供給することが重要である。しかも、基板へのダメージを考慮すると、発生させた泡でもって速やかに基板を処理させることが必要とされる。したがって、基板へのダメージを抑制しつつ、基板表面のパーティクルの除去効率を高めるためには、パーティクルが存在する基板表面で直接に泡を発生させるのが最も合理的である。
【００１１】
そこで、この発明にかかる基板処理装置および基板処理方法は、上記知見に基づき次のように構成している。この発明にかかる基板処理装置は、基板に処理液を供給して基板に対して所定の処理を施す基板処理装置であって、上記目的を達成するため、基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板に処理液を供給する処理液ノズルと、基板を加熱することで該基板に接液する処理液から泡を発生させる加熱手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、この発明にかかる基板処理方法は、基板に処理液を供給して基板に対して所定の処理を施す基板処理方法であって、上記目的を達成するため、基板に処理液を供給する液供給工程と、液供給工程の間、基板を加熱することで該基板に接液する処理液から泡を発生させる加熱工程とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
このように構成された発明（基板処理装置および方法）では、基板を加熱することで基板を昇温させることにより、該基板に接液する処理液から泡を発生させている。このように、基板に接液する処理液から直接に泡を発生させているので、被処理面たる基板表面に対して効率良く泡が供給される。そのため、上記した泡の作用(1)によって、基板表面のパーティクル等の不要物を効率良く除去することができる。しかも、基板表面で泡を発生させているので基板が処理されるまでに泡が成長することなく比較的小さな泡で基板を処理することができる。そのため、基板へのダメージを低減することができる。
【００１４】
ここで、気体を溶解させた処理液を基板に供給するように構成すると、処理液に溶け込ませた気体を基板表面で泡として効率的に発生させることができる。つまり、処理液中の気体の飽和溶解量は温度上昇につれて減少する。そのため、基板を加熱して基板を昇温させることで該基板に接液する処理液に過剰に溶解している気体を泡として効率的に発生させることができる。また、気体を過飽和（飽和溶解量以上）に溶解させるようにすると、さらに容易に泡を発生させることができる。
【００１５】
また、このように処理液に溶解させている気体を泡として効率良く発生させることにより、従来装置のように気泡発生手段から気体を処理液中に噴出させて泡を発生させる場合に比べて気体の消費量を抑制することができる。
【００１６】
また、基板の一方主面に処理液を供給するとともに、加熱手段として基板の他方主面に高温流体を供給して基板を加熱するようにしてもよい。この構成によれば、基板および基板の一方主面に接液する処理液のみを効果的に昇温させることができ、該一方主面に接液する処理液から効率良く泡を発生させることができる。しかも、他方主面に高温流体が供給されることで一方主面側で除去されたパーティクル等の不要物が他方主面側へ回り込むのが防止される。ここで、高温流体として基板を均一に昇温させる観点から液体が望ましく、特にランニングコストを低減させる観点から摂氏７０度以上に加熱された純水が望ましい。また、基板の一方主面で泡を効率良く発生させる観点からすると、硫酸のような摂氏１００度以上に昇温可能な液体を高温流体として用いることが望ましい。
【００１７】
また、基板を回転させるように構成すると、基板に供給された処理液は該処理液に働く遠心力によって基板の中心部から周縁部へと流れ、基板外に排出される。そのため、処理液の流れによりパーティクル等の不要物を基板表面から除去するとともに、上記した泡の作用(2)によって、パーティクルを捕捉した泡を効率良く基板外に排出することができる。このように、基板を回転（例えば回転数を３００ｒｐｍとして基板を回転）させて処理液に遠心力を働かせることで、基板表面からのパーティクルの排出能力を高めることができる。
【００１８】
また、基板保持手段は基板の他方主面に対向可能な対向面を有し、基板の他方主面と基板保持手段の対向面とで挟まれた他方主面側空間に高温流体を供給することで他方主面側空間に高温流体を液密状態に溜めるように構成してもよい。この構成によれば、基板の他方主面と基板保持手段の対向面とで挟まれた他方主面側空間に高温流体による液密状態が形成されることで、基板を停止状態もしくは低回転状態（例えば基板回転数が１００ｒｐｍ以下）としても、高温流体が押し出されることで基板外に排出される。このため、高温流体の消費量を抑制することができる。また、回転による高温流体ならびに基板の温度の低下が回避されるので、基板を効率的に加熱することができる。
【００１９】
さらに、基板の一方主面側においても、基板の一方主面に対向可能な対向面を有し、該対向面を一方主面から離間対向された遮断部材をさらに設けて、基板の一方主面と遮断部材の対向面とで挟まれた一方主面側空間に処理液を供給することで一方主面側空間に処理液を液密状態に溜めるように構成してもよい。この構成によれば、上記した基板の他方主面側と同様に、処理液が該処理液に働く遠心力がなくとも押し出されることで基板外に排出される。このため、処理液の消費量を抑制することができるとともに、回転による処理液（ならびに基板）の温度の低下が回避される。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、基板に処理液を供給するとともに、基板を加熱することで該基板に接液する処理液から泡を発生させているので、被処理面たる基板表面に対して効率良く泡が供給される。このため、泡が基板表面に作用することで効率的に基板上に付着するパーティクルを捕捉するとともに基板から除去することができる。しかも、基板表面で泡を直接に発生させているので泡が成長することなく比較的小さな泡で基板を処理することができる。そのため、基板へのダメージを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１は、この発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図である。また、図２は、図１の基板処理装置の制御構成を示す図である。この基板処理装置は、半導体ウエハ等の基板Ｗの表面Ｗｆ（本発明の「一方主面」に相当）に付着したパーティクルや各種金属不純物などの不要物を除去する処理を行う枚葉式の基板処理装置である。より具体的には、デバイスパターンが形成される基板表面Ｗｆに純水または洗浄用の薬液（以下「処理液」という）を供給することによって、該基板表面Ｗｆに対して洗浄処理を行う装置である。
【００２２】
この基板処理装置は、本発明の「基板保持手段」として機能するスピンチャック１により基板Ｗをその表面Ｗｆを上方に向けて略水平に保持した状態で、その基板Ｗに対して膜除去処理、リンス処理、乾燥処理を同一の処理装置内で実行する。このスピンチャック１は、基板裏面Ｗｂ（本発明の「他方主面」に相当）側の遮断部材としての機能を兼ねた円盤状のベース部材２と、その上面２ａに設けられた３個以上の保持部材３とを備えている。
【００２３】
これらの保持部材３のそれぞれは基板Ｗの外周端部を下方から載置支持する支持部３ａと、基板Ｗの外周端縁の位置を規制する規制部３ｂとを有している。そして、これらの保持部材３はベース部材２の外周端部付近に設けられている。また、各規制部３ｂは、基板Ｗの外周端縁に接触して基板Ｗを保持する作用状態と、基板Ｗの外周端縁から離れて基板Ｗの保持を解除する非作用状態とを採り得るように構成されており、非作用状態で搬送ロボット（図示省略）によって支持部３ａに対する基板Ｗの搬入／搬出を行う一方、基板表面Ｗｆを上側にして支持部３ａに載置された後で各規制部３ｂを作用状態に切替えることで基板Ｗがスピンチャック１に保持される。なお、この保持部材３（規制部３ｂ）の動作は、例えば、特開昭６３−１５３８３９号公報に開示されているリンク機構などで実現することができる。
【００２４】
また、ベース部材２の下面には、回転軸４の上方端部が取付けられている。そして、この回転軸４の下方端部にプーリ５ａが固着されるとともに、このプーリ５ａとモータ５の回転軸に固着されたプーリ５ｂとの間にベルト５ｃを介してモータ５の回転駆動力が回転軸４に伝達されるように構成されている。このため、モータ５を駆動することでスピンチャック１に保持された基板Ｗは基板Ｗの中心周りに回転される。このように、この実施形態では、モータ５の回転駆動力をプーリ５ａ，５ｂ、ベルト５ｃからなる動力伝達機構によって回転軸４に伝えてスピンチャック１に保持された基板Ｗを回転させており、回転軸４、プーリ５ａ，５ｂ、ベルト５ｃおよびモータ５により本発明の「基板回転手段」が構成されている。
【００２５】
ベース部材２の中央部にはノズル６が設けられている。ノズル６は中空の回転軸４の中心軸に沿って内接された管７や、管８を介して基板裏面Ｗｂに処理液を供給する液供給部５０に接続されている。なお、液供給部５０の構成および動作について後で後述する。
【００２６】
また、ベース部材２の中央部にはノズル６と同軸に開口１６が設けられている。この開口１６は、上記管７と同軸に回転軸４内に設けられた中空部１７や、開閉弁１８を介装した管１９を介してガス供給部２０に連通接続されている。このため、開閉弁１８を開にすることにより、遮断部材としてのベース部材２の上面（対向面）２ａと基板裏面Ｗｂとの間の空間Ｓｌｗ（本発明の「他方主面側空間」に相当）に不活性ガス（例えば、窒素ガス）を供給し、その空間を不活性ガス雰囲気にパージし得るように構成されている。
【００２７】
スピンチャック１の上方には遮断部材２１が設けられている。この遮断部材２１は、鉛直方向に配設された懸垂アーム２２の下端部に取り付けられている。また、この懸垂アーム２２の上方端部には、モータ２３が設けられ、モータ２３を駆動することにより、遮断部材２１が懸垂アーム２２を回転中心として回転されるようになっている。なお、スピンチャック１の回転軸４の回転軸芯と懸垂アーム２２の回転軸芯とは一致されていて、遮断部材としてのベース部材２、スピンチャック１に保持された基板Ｗ、遮断部材２１は同軸周りに回転されるようになっている。また、モータ２３は、スピンチャック１（に保持された基板Ｗ）と同じ方向でかつ略同じ回転速度で遮断部材２１を回転させるように構成されている。
【００２８】
遮断部材２１の中央部にはノズル２５が設けられている。ノズル２５は、中空の懸垂アーム２２の中心軸に沿って内設された管２６や、管２７を介して基板表面Ｗｆに処理液を供給する液供給部７０に接続されている。なお、液供給部７０の構成および動作について後で詳述する。
【００２９】
また、遮断部材２１の中央部にはノズル２５と同軸に開口３５が設けられている。この開口３５は、上記管２６と同軸に懸垂アーム２２内に設けられた中空部３６や、開閉弁３７を介装した管３８を介してガス供給部３９に連通接続されている。そして、スピンチャック１に保持された基板表面Ｗｆに遮断部材２１が近接配置された状態で、開閉弁３７を開にすることにより、遮断部材２１の下面２１ａ（対向面）と基板表面Ｗｆとで挟まれた空間Ｓｕｐ（本発明の「一方主面側空間」に相当）に不活性ガス（例えば、窒素ガス）を供給し、その空間を不活性ガス雰囲気にパージし得るように構成されている。
【００３０】
スピンチャック１の周囲には、処理液の周囲への飛散を防止するカップ４０が配設されている。カップ４０の底部には、カップ４０で回収された処理液を装置外で回収するとともに、カップ４０内の排気を行うための排液・排気管４１が設けられている。
【００３１】
次に、液供給部５０の構成について説明する。この液供給部５０は、フッ酸を供給するフッ酸供給源５１と、純水を供給する純水供給源５２と、窒素溶解ユニット５８とを備えている。この窒素溶解ユニット５８は、例えばタンクを用いたバブリング装置や中空糸を用いた既存の装置が用いられる。そして、フッ酸供給源５１が開閉弁５３を介装した管５４を介してミキシングユニット５５に接続される一方、純水供給源５２が窒素溶解ユニット５８のインレットに接続されている。また、この窒素溶解ユニット５８には、別のインレットが設けられており、図示省略する窒素ガス（Ｎ２）供給源と接続されている。そして、純水供給源５２からの純水に対して窒素ガス供給源からの窒素ガスを過飽和に溶解させて窒素豊富な純水（以下、単に「窒素溶解水」という）を生成する。さらに、この窒素溶解ユニット５８のアウトレットは、開閉弁５６を介装した管５７を介してミキシングユニット５５に接続されている。
【００３２】
そして、装置全体を制御する制御部８０からの制御指令に応じて開閉弁５３，５６の開閉の切換えによりミキシングユニット５５から管２７にフッ酸水溶液または純水を選択的に基板表面Ｗｆに向けて供給可能となっている。すなわち、開閉弁５３，５６をすべて開にすると、フッ酸および純水がミキシングユニット５５に供給されて所定濃度のフッ酸水溶液が調合される。そして、このフッ酸水溶液が管２７を介してノズル２５から基板表面Ｗｆに向けて吐出されて該基板表面Ｗｆに付着する膜をエッチング除去する。また、開閉弁５６のみを開とすると、管２７を介してノズル２５から窒素溶解水がリンス液として基板表面Ｗｆに供給されてリンス処理を行うことができる。このように、この実施形態では、ノズル２５が本発明の「処理液ノズル」として、窒素溶解ユニット５８が本発明の「気体溶解手段」として機能している。
【００３３】
次に、液供給部７０の構成について説明する。この液供給部７０は、本発明の「高温流体」として加熱された純水を供給するために、純水を供給する純水供給源７１と、加熱ユニット７２（本発明の「加熱手段」に相当）とを備えている。この加熱ユニット７２のインレットには、純水供給源７１が接続されており、該純水供給源７１から供給される純水を加熱させることができる。また、加熱ユニット７２のアウトレットは開閉弁７３を介装した管８に接続されており、加熱された純水を管８を介してノズル６に供給可能となっている。
【００３４】
図３は、加熱ユニットの構成を示すブロック図である。加熱ユニット７２は、純水を一時的に蓄えるタンク７２ａ、該タンク７２ａ内の純水を加熱する加熱装置７２ｂとを備えている。加熱ユニット７２は、制御部８０からの指令に基づいて、加熱装置７２ｂによりタンク７２ａ内の純水を所定の温度にまで加熱する。ここでは、後述する処理において、基板Ｗを昇温させて基板表面Ｗｆに接液する処理液から泡を効率的に発生させるために、純水を摂氏７０度以上であって沸点以下の温度にまで加熱することが望ましい。なお、必要に応じて、加熱ユニット７２は、純水中の溶存酸素を低減させるため、タンク７２ａ内の純水を脱気する脱気装置（図示省略）を備えるようにしてもよい。
【００３５】
そして、制御部８０は開閉弁７３を開にすることで、所定の温度に加熱された純水（以下、単に「温水」という）がノズル６から基板裏面Ｗｂに向けて吐出される。これにより、基板Ｗは裏面Ｗｂに供給された温水によって昇温される。ここで、液体中の気体飽和溶解量は温度上昇につれて減少するため、基板表面Ｗｆに接液する処理液中に溶解している気体（窒素ガス）を泡として基板表面Ｗｆ上で発生させることができる。このように、この実施形態では、ノズル６が本発明の「流体供給ノズル」として機能している。
【００３６】
次に、上記のように構成された基板処理装置の動作について図４を参照しつつ説明する。図４は、図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。この基板処理装置では、搬送ロボットにより未処理基板Ｗが膜形成面を上方に向けた状態でスピンチャック１に搬送され、保持部材３により保持された（ステップＳ１）後、制御部８０により装置各部が以下のように制御されて膜除去処理、リンス処理、乾燥処理がこの順序で行われる。
【００３７】
ステップＳ２で、スピンチャック１に保持された基板表面Ｗｆに遮断部材２１を近接配置させた後、基板Ｗがベース部材２と遮断部材２１とに挟まれた状態で、モータ５の駆動を開始してスピンチャック１とともに基板Ｗを回転させる。この実施形態では、後述する基板Ｗに供給される処理液に遠心力を作用させるとともに、回転により基板Ｗを冷却させ過ぎることのないように、例えば３００ｒｐｍの回転数で基板Ｗを回転させる。このとき、基板回転と併せてモータ２３を制御してスピンチャック１の回転数とほぼ同一の回転数で同一方向に遮断部材２１を回転させるのが望ましい。これにより、基板Ｗと遮断部材２１との間に余分な気流が発生するのを防止してミスト状の処理液の巻き込みを抑制することができる。
【００３８】
この状態で、開閉弁５３，５６を開いてフッ酸および純水をミキシングユニット５５に供給し、所定濃度のフッ酸水溶液を調合するとともに、該フッ酸水溶液をノズル２５に圧送する。これにより該ノズル２５から基板表面Ｗｆへのフッ酸水溶液の供給が開始される。これにより基板表面Ｗｆに形成された膜のエッチング除去が開始される（ステップＳ３）。
【００３９】
そして、膜除去処理が完了したことが確認されると、開閉弁５３，５６を閉じ、ノズル２５から基板Ｗへのフッ酸水溶液の供給を停止した後、基板Ｗを高速回転させてフッ酸水溶液を振り切って装置外へ排液する。こうしてフッ酸水溶液の液切りが完了すると、開閉弁１８，３７を開いて、基板Ｗとベース部材２とで挟まれた空間Ｓｌｗおよび基板Ｗと遮断部材２１とで挟まれた空間Ｓｕｐに不活性ガスを供給する。基板Ｗの周辺雰囲気を不活性ガス雰囲気にした後、開閉弁７３を開いて基板裏面Ｗｂに温水を供給する。裏面Ｗｂ中央部に供給された温水は基板Ｗの回転に伴う遠心力によって周縁部に向けて広がり、基板裏面Ｗｂ全体に温水が供給される。これにより、基板Ｗが均一に昇温され、後述する処理において基板表面Ｗｆ全体から泡を均等に発生させることができる。
【００４０】
また、制御部８０は基板裏面Ｗｂへの温水の供給と同時にまたは前後して、開閉弁５６を開くことにより、窒素溶解水をリンス液として基板表面Ｗｆに供給する。基板表面Ｗｆ中央部に供給された窒素溶解水は基板Ｗの回転に伴う遠心力によって周縁部に向けて広がり、基板表面Ｗｆ全体に行き渡る。ここで、基板Ｗは裏面Ｗｂに供給される温水によって昇温されているので、基板表面Ｗｆに接液する処理液（窒素溶解水）の気体の飽和溶解量は減少する。そのため、処理液に過剰に溶解している窒素ガスを泡として基板表面Ｗｆの全体から効率的に発生させることができる。これにより、次に示す泡の作用によって、基板表面Ｗｆのパーティクルを効率的に除去するとともに排出することができる（ステップＳ４）。
【００４１】
図５は、泡の洗浄作用を説明するための図である。気体と液体との界面（気液界面）にはパーティクル等の不要物が集まり易い。これから、泡の作用として、(1)基板Ｗ上に付着するパーティクルを捕捉するとともに基板Ｗから除去する作用と、(2)処理液の流れによって捕捉したパーティクルを排出する作用とが考えられる。具体的には、図５に示すように、基板表面Ｗｆと処理液との界面を含む領域で泡が発生すると、泡が基板表面Ｗｆに付着する、あるいは基板表面Ｗｆ近傍に浮遊するパーティクルを捕捉する。そして、捕捉されたパーティクルは泡に働く浮力でもって基板表面Ｗｆから除去される。また、この実施形態では、処理液は基板Ｗの回転による遠心力を受けて基板外に排液される。ここで、処理液の流れに沿ってパーティクル自体が受ける力よりもパーティクルを捕捉した泡全体が受ける力の方が大きいことから、泡に捕捉されたパーティクルは効率良く基板外に排出される。なお、基板裏面Ｗｂ全体は温水で覆われているので、除去されたパーティクルが基板裏面Ｗｂに回り込んで付着するのが防止される。
【００４２】
また、この実施形態では、被処理面たる基板表面Ｗｆで直接に泡を発生させているので、発生させた泡を被処理面に送り込む場合と比較して、泡が大きく成長することなく比較的小さな泡でパーティクルを基板表面Ｗｆから除去できる。そのため、泡径が大きくなって基板Ｗを大きく振動させるなどして基板Ｗにダメージを与えるのを低減することができる。しかも、小さな泡がまんべんなく基板表面Ｗｆに供給されることで、気液界面の表面積を増大させてパーティクルを効率良く捕捉するとともに、基板表面Ｗｆから除去することができる。
【００４３】
こうして、リンス処理を所定時間行うと、開閉弁５６，７３を閉にして窒素溶解水および温水の供給を停止して、リンス処理を終了する。その後、不活性ガスを供給を継続させたまま制御部８０はモータ５，２３の回転速度を高めて基板Ｗおよび遮断部材２１を高速回転させる。これにより、洗浄後の基板Ｗおよび遮断部材２１に付着している処理液を振り切って乾燥させる（ステップＳ５）。基板Ｗの乾燥終了後、基板の回転を停止するとともに開閉弁１８，３７を閉じて不活性ガスの供給を停止する（ステップＳ６）。
【００４４】
こうして、一連の基板処理（膜除去処理、リンス処理および乾燥処理）が完了すると、遮断部材２１をスピンチャック１に保持された基板Ｗの表面から離間させるとともに、保持部材３による基板保持を解除させる。その後、搬送ロボットが処理済基板Ｗを装置から搬出する（ステップＳ７）。
【００４５】
以上のように、この実施形態によれば、温水を基板裏面Ｗｂに供給することによって基板Ｗを昇温させる一方で、窒素を過飽和に溶解させた純水（処理液）を基板表面Ｗｆに供給している。これにより、基板表面Ｗｆに接液する処理液から効率的に泡を発生させて、基板表面Ｗｆに効率良く泡が供給される。このため、泡の作用によって基板表面Ｗｆのパーティクル等の不要物を捕捉するとともに、効率良く除去することができる。また、基板Ｗの回転により処理液に遠心力を働かせて基板外に排液させるようにしているので、処理液中のパーティクルとともに、パーティクルを捕捉した泡を効率的に排出することができる。
【００４６】
また、この実施形態によれば、基板表面Ｗｆで直接に泡を発生させているので基板Ｗが洗浄（パーティクルが除去）されるまで、泡が成長することなく比較的小さな泡で洗浄することができる。そのため、泡が基板Ｗを大きく振動させるなどして基板Ｗにダメージを与えるのを低減することができる。
【００４７】
また、この実施形態によれば、処理液（純水）に溶解させている気体（窒素ガス）を泡として効率的に発生させているので、気泡発生手段から気体を処理液中に噴出させて泡を発生させる場合に比べて気体の消費量を抑制することができる。
【００４８】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、基板表面Ｗｆに供給される窒素溶解水および基板裏面Ｗｂに供給される温水に対して基板Ｗの回転による遠心力を働かせて基板外に排液していたが、これら基板Ｗの表裏面に供給される液に対してノズル６，２５からの液供給による押し出しによって基板外に排液するようにしてもよい。
【００４９】
図６は、この発明にかかる基板処理装置の第２実施形態の動作を示す図である。この第２実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、リンス処理の際に基板Ｗとベース部材２との間の空間Ｓｌｗおよび基板Ｗと遮断部材２１との間の空間Ｓｕｐに、それぞれ温水、窒素溶解水を溜めている点であり、その他の構成および動作は基本的に第１実施形態と同様である。したがって、以下においては相違点を中心に説明する。
【００５０】
この実施形態においては、基板Ｗを停止状態もしくは低回転状態（例えば１００ｒｐｍ以下）として、ノズル６から基板裏面Ｗｂに向けて温水を供給することで、基板裏面Ｗｂとベース部材２の上面２ａとで挟まれた空間Ｓｌｗに温水を溜めて温水による液密状態を形成する。一方で、ノズル２５から基板表面Ｗｆに向けて処理液として窒素溶解水を供給することで、基板表面Ｗｆと遮断部材２１の上面２１ａとで挟められた空間Ｓｕｐに窒素溶解水を溜めて窒素溶解水による液密状態を形成する。なお、基板Ｗの中央部に供給された液（温水および窒素溶解水）は、それぞれノズル６，２５から供給される液によって基板Ｗの周縁部に押し出されて基板外に排出される。
【００５１】
そして、基板裏面Ｗｂ全体に供給された温水によって基板Ｗが均一に昇温される。しかも、基板Ｗの回転による液（温水および窒素溶解水）の温度低下を回避しながら基板Ｗが効率良く昇温される。これによって、第１実施形態と同様にして基板表面Ｗｆに接液する窒素溶解水から泡を効率良く、しかも基板表面Ｗｆ全体から均一に発生させることができる。その結果、基板表面Ｗｆのパーティクルを効率的に除去するとともに排出することができる。
【００５２】
以上のように、この実施形態によれば、基板表面Ｗｆに接液する窒素溶解水（処理液）から効率的に泡を発生させているので、第１実施形態と同様にして、泡の作用によって基板表面Ｗｆのパーティクル等の不要物を捕捉するとともに、効率良く除去することができる。また、処理液を押し出して基板外に排液させるようにしているので、処理液中のパーティクルとともに、パーティクルを捕捉した泡を効率的に排出することができる。
【００５３】
また、この実施形態によれば、基板Ｗを停止状態もしくは低回転状態として処理液を基板外に排出しているので、基板Ｗの回転による液（温水および窒素溶解水）の温度低下が回避され、基板Ｗを効率的に昇温させることができる。
【００５４】
また、この実施形態によれば、基板Ｗに供給された液（温水および窒素溶解水）を当該液に作用する遠心力でなく押し出しにより基板外に排出しているので、液の消費量を抑制することができる。
【００５５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、加熱ユニット７２を本発明の「加熱手段」として設け、高温流体を基板Ｗに供給することによって基板Ｗを加熱させているが、加熱手段はこれに限定されない。例えば、ガスを高温に温調しておき、このガス供給によって基板Ｗを加熱するようにしてもよい。  また、高温流体を供給する代わりにベース部材２などに光源あるいはヒータなどの発熱部材を設けて該発熱部材を作動させることで基板Ｗを摂氏７０度以上に加熱するようにしてもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、高温流体として、ランニングコストを低減させる観点から摂氏７０度以上に加熱された純水を用いているが、これに限定されない。例えば純水に代えて硫酸のような摂氏１００度以上に昇温可能な液体を高温流体として用いると、基板Ｗに接液する処理液から泡をさらに効率良く発生させることができる。
【００５７】
また、上記実施形態では、窒素溶解ユニット５８によって処理液中に溶解させた気体（窒素）を泡として発生させているが、これに限定されない。例えば処理液にそのまま含まれている気体、あるいは処理液を直接に気化させて該処理液から泡を発生させるようにしてもよい。
【００５８】
また、上記実施形態では、処理液（純水）に窒素を溶解させているが、処理液に溶解させる気体はこれに限定されず、例えば二酸化炭素（ＣＯ２）、清浄な空気を処理液に溶解させるようにしてもよい。
【００５９】
また、上記実施形態では、リンス処理時に処理液として純水（窒素溶解水）を用いているが、これに限定されない。例えば純水に希塩酸もしくは希フッ酸等を添加してｐＨ調整した混合液を処理液（リンス液）として用いてもよい。これにより、基板Ｗからの被酸化物質の溶出が低減され、ウォーターマークの発生を防止することができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、基板表面Ｗｆに形成された膜の除去処理後に、基板Ｗを加熱して該基板表面Ｗｆに接液する処理液から泡を発生させて基板表面Ｗｆを洗浄処理しているが、これに限定されない。例えば基板表面Ｗｆをブラシでスクラブ洗浄した後に、処理液から泡を発生させて基板表面Ｗｆを洗浄処理するようにしてもよい。このスクラブ洗浄により基板表面Ｗｆに付着するパーティクルが物理的に除去され、大まかな洗浄が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
この発明は、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などを含む基板全般に対して洗浄等の所定の処理を施す基板処理装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】この発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】図１の基板処理装置の制御構成を示す図である。
【図３】加熱ユニットの構成を示すブロック図である。
【図４】図１の基板処理装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】泡の洗浄作用を説明するための図である。
【図６】この発明にかかる基板処理装置の第２実施形態の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１…スピンチャック（基板保持手段）
２ａ…ベース部材の上面（他方主面側対向面）
４…回転軸（基板回転手段）
５…モータ（基板回転手段）
５ａ，５ｂ…プーリ（基板回転手段）
５ｃ…ベルト（基板回転手段）
６…ノズル（流体供給ノズル）
２１…遮断部材
２１ａ…遮断部材２１の下面（一方主面側対向面）
２５…ノズル（処理液ノズル）
５８…窒素溶解ユニット（気体溶解手段）
７２…加熱ユニット（加熱手段）
Ｓｌｗ…他方主面側空間
Ｓｕｐ…一方主面側空間
Ｗ…基板
Ｗｂ…基板裏面（基板の他方主面）
Ｗｆ…基板表面（基板の一方主面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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